La cause de l'apparition des grands mammifères serait une forte augmentation de la concentration en oxygène de l'atmosphère de la Terre, il y a environ 50 millions d'années.
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Paul Falkowski, professeur de science marine à l'Université d'Etat de Rutgers (New Jersey, Etats-Unis), a mesuré, avec ses collègues, l'abondance en carbonecarbone 13, un sous-produit de la photosynthèsephotosynthèse, dans des carottescarottes prélevées dans le fond du bassinbassin océanique et remontant à 205 millions d'années. "Il est possible d'estimer précisément, à partir du carbone 13 laissé par la photosynthèse, productrice d'oxygèneoxygène, la quantité de ce dernier élément dans l'atmosphèreatmosphère," indique Falkowski.

De 10 %, niveau auquel les dinosauresdinosaures ont prospéré, le niveau d'oxygène est passé à 17 % il y a 50 millions d'années, puis à 23 %, 10 millions d'années plus tard. Cette augmentation de la quantité d'oxygène correspond exactement à la période de développement rapide des mammifèresmammifères placentaires. "Les mammifères grossissaient à mesure que le niveau d'oxygène croissait," déclare Falkowski.

Les mammifères qui existaient au temps de la grande extinctionextinction des dinosaures, il y a 65 millions d'années, étaient très petits. L'extinction elle-même n'aurait ainsi pas été déterminante dans la future domination des mammifères. L'origine en est l'extension des mers peu profondes qui s'ensuivit, le développement de la vie végétale, donc de la photosynthèse, et l'accroissement en résultant de la teneur de l'atmosphère en oxygène.